SU814386A1 - Ротационный массообменный аппарат - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к конструкци м ротационных аппаратов и может быть использовано дл  проведени  ректификации и абсорбции в xи Iичёcкой и пищевой промышленност х. Известен ротационный аппарат, сос то щий из сепаратора, изготовленного в виде вертикального цилиндра, контактных тарелок и ротора, снабженного устройством дл  распылени  жидкости , выполненным в виде гофрирован ных цилиндров с перфораци ми, или вентил торных лопастей .1 . Известный аппарат не обеспечивает устойчивого распыла жидкости, не соз дает условий дл  рециркул ции газово фазы, что снижает врем  и поверхность контакта фаз, а также .обладает относительно небольшой производительностью . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  ротационный массообменный аппарат, сое то ций из статора, выполненного в виде цилиндрической обечайки, контактных тарелок, через которые пропущен ротор, снабженньй вентил торными лопаст ми 21. Данна  - конструкци  не обеспечивает устойчивый распыл жидкости и рециркул цию газовой фазы, что значительно снижает как врем / так и поверхность конт;акта фаз. Производительность аппаратов не превышает по р дка 5-6 ввиду того, что диаметр статора не может быть более 1-1,5 м (из-за сложности изготовлени  и балансировки ротора). Последнее (мала  производительность)  вл  етс  общим недостатком всех известных ротационных аппаратов, сдерживающим внедрение их в крупнотонное производство . Цель изобретени  - увеличение поверхности и времени контакта фаз путем создани  устойчивого распыла жидкости и рециркул ции газовой фазы и увеличение производительности аппарата. Указанна  цель достигаетс  тем, что статор выполнен в виде двух коаксиальных цилиндрических обечаек, между которыми закреплены конические перфорированные тарелки, и снабжен горизонтальными перегородками, установленными внутри меньшей обечайки на уровне нижнего среза тарелок , с кольцевыми патрубками дл  перелива жидкой фазы, а ротор проходит через Перегородки, при этом над и под переородками во внутренней обечайке ыполнены окна дл  жидкой и газовой . аз, а ротор снабжен двум  р дами ентил торных лопастей и плоскими ластинами, установленными под ними, а уровне которых во внутренней обеайке выполнены перфорации, а угол наклона вентил торных лопастей верхнего р да противоположен углу наклона вентил торных лопастей нижнего  да.

Целесообразно перфорации в тарелках выполн ть в виде однонаправленных чешуек, а перфорации во внутренней обечайке статора выполн ть в виде отверстий, расшир ющихс  по направлению движени  через них жидкости и газа.

На фиг. 1 показаны контактные элементы аппарата, вертикальный разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг.1.

Ротационный массообменный аппарат состоит из статора, выполненного в виде двух коаксиальных цилиндрических обечаек 1 и 2,, между которыми закреплены конические перфорированные тарелки 3, и ротора 4, пропущенного через горизонтальные перегородки 5, дел щие внутренний объем внутренней обечайки 2 на отдельные секции. В пределах каждой секции ротор снабжен двум  р дами вертикальных пластин верхним б и нижним 7, между которыми установлены вертикальные плоские пластины 8. Над перегородками 5 выполнены окна 9 дл  подвода в обечайку 2 жидкой фазы. Под перегородками 5 во внутренней обечайке выполнены окна 10 дл  рециркул ции газовой фазы. На уровне вертикальных пластин 8 в меньшей обечайке 2 выполнены перфорации 11.

Угол наклона вертикальных лопастей б противоположен по направлению углу вентил торных лопастей 7 и выбран таким образом, что лопасти 6 создают направленное движение газовой фазы вниз, а лопасти 7 - направленное движение вверх.

Дл  обеспечени  упор доченного движени  фаз на тарелках 3 перфора ,ции 12 выполнены в виде однонаправленных чешуек.

Дл  перетекани  жидкой фазы с выше лежащей контактной тарелки на нижележащую между роторами 4 и перегородкагли 5 образован кольцевой переливной проход 13.

В предлагаемом аппарате ротор 4 приводитс  во вращение приводом, включающим, по аналогии с известным, электродвигателе и редуктор (на чер теже не показаны ввиду отсутстви  в этом узле новизны).

Работает ротационнЕлй аппарат следующим образом.

ГазовсШ (парова ) фаза движетс  в аппарате снизу вверх, проход  через чешуйки 12 в тарелках 3. После

того, как ротор 4 приведен во вращение , в аппарат на верхнюю тарелку подаетс  жидка  фаза, котора  поступает через окна 9 в обечайку 2 на перегородку 5. Вращение вентил торны лопастей 7 обеспечивает некоторое разрежение НЕЩ перегородкой 5, что способствует поступлению в обечайку 2 через окна 9 жидкой и газовой фазы одновременно. При этом происходит разделение фаз. Газ движетс  под. дейртвием .вентил торных лопастей 7 ввер а жидкость стекает под действием силы т жести вниз через переливной проход 13 и попадает на вращающиес  вентил торные лопасти б. Последние создают под перегородкой 5 некоторое разрежение, что обеспечивает поступление в обечайку 2 через окна 10 га .зовой фазы на рециркул цию и улучшает перетекание жидкости через перелиной проход 13. Жидка  фаза дробитс  вентил торными лопаст ми б в потоке газа, поступающего на. рециркул цию, и отбрасываетс  к внутренней боковой поверхности обечайки 2. Обра.зующа с  вращающа с  пленка стекает вниз, захватываетс  плоскими пластинами 8, которые .увеличивают скорость ее вращени , и под действием центробежных си выдавливаетс  через перфорации 11 в пространство между обечайками 1 и 2 над тарелкой 3. Потоки газовой фазы, засасываемые вентил торными лопаст ми б и 7 через окна 9 и 10, движутс  навстречу друг другу. Это создает избыточное давление между вентил торными лопаст ми 6 и 7 в полост х обечайки 2, что заставл ет газовую фазу выходить вместе с жидкостью через перфорации 11, увеличива  скорость движени  и улучша  распыление жидкой фазы над тарелкой 3.

Жидкость, вылетающа  из перфораций 11 в виде, мелких капель, достигает внутренней.боковой поверхности обечайки 1, сепарируетс  и стекает вниз на полотно тарелки 3, образу  на ней слой. Газовый поток, проход щий через однонаправленные чешуйки 12, проходит через этот слой и обеспеч ,нвает направленное вращательное движение жидкости на тарелке 3.

Выполнение тарелок 3 коническими позвол ет жидкости стекать к их центру , то есть к окнам 9, где она засасываетс  во внутрь обечайки 2. Пор док движени  и взаимодействи  фаз на нижележащей контактной ступени повтор етс .

Claims (2)

1. Процесс массообмена протекает везде , где есть контакт фаз, однако сдхедует в зделить зоны наиболее интенсивного взаимодействи  потоков газа и жидкости на каждой контактной ступени . Перва  из них находитс  в пределах вентил торных лопастей б, которые Дроб т и отбрасывают жидкость к боковой поверхности обечайки 2 в потоке газа. Втора  зона сосредоточена в перфораци х 11, где жидкость и газ движутс  совместно с большой скоростью. Треть  и четверта зоны наход тс  между обечайками 1 и 2. В первой из них процессмассообмена протекает в услови х распылени  жидкости, а во второй - при обра зовании на тарелке 3 вращающегос  газ.ожидкостного сло . При этом жидкость движетс  к окнам 9 по нисход щей спирали, что увеличивает врем  контакта фаз. Все вышеперечисленные зоны массообмена обладают развитой поверхность контакта фаз. Принудительное движени жидкости и газа через перфорации 11 под действием центробежных сил и изб точного давлени , создаваемого венти л торными лопаст ми б и 7, обеспечивает устойчивый распыл жидкой и высокую турбулизацию газовой фазы. Объ сн етс  это тем, что перфорации 11 дел т жидкую фазу на большое число отдельных струй независимо от нагрузки и режима работы аппарата. Кро ме того, каждое отверстие (перфораци работает по принципу форсунки, так как жидкость движетс  через перфорации 11 вместе с потоком газа. Дл  улучшени  распыла целесообразно перфорации- 11 выполн ть в виде цилиндри ческих отверстий, расшир ющихс  по ходу движени  жидкости. Использование рециркул ции газово фазы и увеличение пути движени  жидкости в аппарате, за счет организации ее движени  по контуру - от пере ливного прохода 13 к боковой поверхности обечайки 2 и по поверхности об чайки 2 к перфораци м .11, от перфора ций 11 к боковой поверхности обечайки 1, от обечайки 1 по тарелке 3 к переливному проходу 13. Это обеспечи вает увеличение времени контакта фаз по сравнению с известными аппаратами Последнему способствует так же отсут ствие традиционной (как в известном) переливной системы, в которой жид кость изолируетс  от газового потока В предлагаемом аппарате статор выполнен в виде двух коаксиальных обечаек 1 и 2. Причем вращающиес  детали (ротор) помещены только в меньшей обечайке 2. Это позвол ет при одинаковом диаметре обечайки 2 и корпуса аппарата - известного изго тавливать обечайку 1 диаметром пор дка 2-4 м, то есть возможно изготовление ротационного аппарата большей производительности, что позволит использовать его в крупнотоннажном производстве химической и пищевой промышленностей. Предлагаема  конструкци  ротацион ного аппарата обладает р дом преимуществ по сравнению с известными аппаратами . Во-первых позвол ет увеличить поверхность и врем  контакта фаз за счет создани  устойчивого распыла жидкости и увеличени  пути ее движени , а также за счет рециркул ции газовой фазы. Во-вторых, предлагаемый аппарат может быть изготовлен большой единичной производительности , в то врем  как известные конструкции ротационных аппаратов не позвол ют этого делать. Ввиду последнего, предлагаема  конструкци  позволит использовать в крупнотон ажных производствах химической и других промышленностей наиболее эффективные формл взаимодействи  фаз (с подводом механической энергии) KITO обеспечит высокую чистоту разделени  смесей и повысит качество получаемой продукции. Формула изобретени  1. Ротационный массообменный аппарат , состо щий из статора, тарелок и ротора, снабженного вентил торными лопаст ми дл  перемещени  газовой фазы, о т ли чающийс  тем, что, с целью увеличени  поверхности и времени контакта фаз путем создани  устойчивого распыла жидкости и рециркул ции газовой фазы, и увеличени  производительности гтпарата, статор выполнен в виде двух коаксигшьных цилиндрических обечаек, а тарелки закреплены между ними и выполнены коническими с перфорацией, снабжен горизонтальными перегородкгиии, установленными внутри внутренней обечайки на уровне нижнего среза тарелок, с кольцевыми патрубками дл  перелива жидкой фазы, ротор пропущен через перегородки, при этом над и под перегородками во внутренней обечайке выполнены окна дл  жидкой и газовой фаз, ротор снабжен вторым р дом вентил торных лопастей и плоскими пластинами , установленными под уровне которых во внутренней обечайке выполнены перфорации, а угол наклона вентил торных лопастей верхнего р да противоположен по направлению углу наклона вентил торных лопастей нижнего р да. .2. Аппарат поп.1, отличающийс  тем, что перфорации во внутренней обечайке статора выполнены в виде отверстий, расшир ющихс  по направлению движени  через них жидкости и газа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 342645, кл. В 01 D 3/30, 1970.
2. 2.- Авторское свидетельство СССР № 76513, кл. В 01 D 3/30, 1948 (прототип).